Usando o simulador MIPS

O objetivo desta aula prática será a utilização do simulador MipsIt para

executar programas escritos em linguagem de máquina do MIPS.

1 – Criando um projeto

Cada programa a ser executado deverá estar inserido dentro do contexto de um

projeto. Para criar um projeto execute o programa MipsIt.exe.

Agora seu projeto acaba de ser criado. Devemos passar para a próxima etapa.

No menu File clique em New para

criar um novo projeto.

Neste momento você deve selecionar o

diretório de localização do projeto usando

o botão ao lado de Location. Lembre-se

de especificar o nome que o projeto deve

receber dentro da caixa Project name.

2 – Editando um programa em linguagem de máquina:

Agora devemos criar um arquivo assembly para que possamos observar o

funcionamento do programa. Para tanto vá ao menu File e selecione a opção New.

Neste momento a seguinte caixa de texto surgirá na tela.

Use o programa abaixo para seguir neste tutorial. Copie-o e salve o arquivo e o

projeto.

.data

a: .word 5

b: .word 10

c: .word 5

.text

.globl start

.ent start

start: lw $8, a

lw $9, b

lw $10, c

add $11, $9, $8

sub $11, $11, $10

sw $11,a

.end start

Os construtores iniciando com ponto (.) são pseudo instruções ou diretivas que

tem como função dar algumas indicações ao montador sem que gere código

executável.

O construtor de montagem .data reserva área de memória para as variáveis a, b

e c, que são do tipo inteiro de 32 bits (.word). O construtor .text delimita início de

código e os construtores .globl start e .ent start declaram start como endereço

simbólico de início de programa. A partir do endereço simbólico start tem-se um

programa em linguagem de máquina. O construtor .end start delimita o fim do

programa cujo endereço inicial simbólico foi declarado como start. Nossa próxima

etapa é compilar o programa acima.

Escolha a opção Assembler entre as três

apresentadas. Na opção File name indique o

nome que seu arquivo deve receber (neste

tutorial ele irá se chamar exemplo).

3- Compilando um programa em assembly.

Para compilar o programa escolha a opção compile no menu build. Após

corrigir os erros de sintaxe, o código executável poderá ser gerado através da opção

build no menu build. Os códigos objeto e executável serão armazenados no diretório

de projeto.

Atenção: se o se o programa acima não compilar pode ser útil observar o

tópico configurações que se encontra logo abaixo neste tutorial.

4- Carregando código executável para o simulador

Antes de carregar seu programa para o simulador o programa Mips.exe deverá

ser executado. O carregamento para o simulador será feito através do programa MipsIt

como está indicado na figura abaixo. Após o carregamento a janela do simulador é

aberta automaticamente.

Devemos, neste momento, passar para a manipulação do simulador.

5- Usando o simulador.

Uma vez que o código foi carregado no simulador, a janela de simulação é

aberta e o usuário pode verificar os registradores (clicando no desenho da CPU) ou a

memória (clicando no desenho RAM). Outros componentes como memória cache e

Use as opções do menu Build para

compilar o programa e gerar o

executável

Quando a mensagens ao lado

aparecerem no canto inferior

esquerdo é hora de passar a

próximo passo.

Use o menu Build e na opção

Upload indique To Simulator.

Neste momento a janela do

simulador deve abrir.

dispositivos de E/S poderão ser visualizados, mas estão fora do escopo desta etapa

inicial. Clique apenas na CPU e na RAM.

O quadro de registradores mostra o conteúdo de todos os registradores em

notação hexadecimal e para cada registrador tem-se o número do mesmo e o nome

simbólico. Além dos registradores de propósito geral é possível visualizar alguns

registradores específicos como o PC.

A visualização da memória inclui quatro colunas: endereço, conteúdo em

hexadecimal, rótulos e instrução de máquina simbólica. Com isto pode-se reconhecer

as instruções digitadas no programa exemplo. Veja as figuras abaixo para obter

detalhes.

À esquerda podemos visualizar os registradores

que compõem a CPU e à direita vemos a

disposição da memória como no comentário acima.

Para se ir para o rótulo inicial do programa na

janela da memória clique o botão esquerdo do

mouse e escolha a opção Jump To Symbol,

escolhendo o símbolo start.

6- Executando um programa passo a passo

Chegou a hora de executar o programa que foi apresentado. Para tanto siga as

figuras abaixo.

Após todos esses passos chegou à hora de executarmos o programa. Faça-o e

veja o que acontece...

7- Usando nome simbólico dos registradores

Para poder se usar o nome simbólico dos registradores em vez de seus

números inclua o texto: include <Iregdef.h> no início do programa. Edite o arquivo

exemplo.s incluindo esta linha e use os nomes dos registradores $8= t0, $9= t1 e $10

= t2. Salve este arquivo, recompile e simule novamente. Mude os valores das

variáveis, compile e simule novamente...

Após ter ido para o rótulo de inicio

como indicado na seção anterior,

escolha a opção Step dentro do

menu CPU do simulador Mips.exe

ou clique no botão com uma seta

apontando para quadrado azul.

Ao observar a figura ao lado notamos que os

registradores são carregados com os valores que

estavam na memória e a seqüência de instruções

sendo seguidas na memória

8 - Configurações

Agora vamos ver algumas configurações básicas que podem ser o diferencial

no momento de compilar o programa. Em caso de alguma dúvida consulte os

monitores.

Para começar, selecione o menu File do MipsIt e escolha a opção Options.

Neste momento irá aparecer a janela abaixo. É nela que as alterações devem ser feitas.

Após esta breve instrução ao simulador, resolva os exercícios da lista referente a essa

aula e simule os programas propostos.

Em Compiler exeutable indique o endereço

do programa xgcc.exe. Este executável deve

estar na pasta bin.

Use a opção show directories for para selecionar os diretórios

onde estão arquivos auxiliares do MipsIt.

Siga a seguinte configuração:

Executable files aponta para a pasta Objects do MipsIt.

Include files aponta para o diretório include do MipsIt.

Library files aponta para o diretório lib do MipsIt.